(57)【要約】      （修正有）【課題】スループットを低下させることなく常に適切なプローブと電極の接触状態が維持できるプローバ及びプロービング方法の実現。【解決手段】ウエハＷ上の電子デバイスをテスタで検査をするために、テスタの各端子を前記電子デバイスの電極に接続するプローバであって、電極に接触するプローブ２６を有するプローブカード２５と、ステージ１８と、ステージを移動するＸ軸移動部１４・Ｚ軸移動部１５・Ｚ軸移動台１６・θ回転部１７と、ステージ移動制御部２７と、電極とプローブの相対位置を検出する位置合わせカメラ１９・ウエハアライメントカメラ２３と、を備えるプローバにおいて、ステージ１８にかかる荷重を測定するＺ軸電流測定部６２・Ｘ軸電流測定部６５と、測定した荷重が所定範囲外である時には、アライメント機構によるアライメント動作を起動する制御部７０とを備える。【選択図】図４
2007324189.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上の電子デバイスをテスタで検査をするために、前記テスタの各端子を前記電子デバイスの電極に接続するプローバであって、
前記電子デバイスの電極に接触して前記電極を前記テスタの端子に接続するプローブを有するプローブカードと、
基板を保持するステージと、
前記ステージを移動する移動機構と、
前記移動機構を制御する移動制御部と、
前記プローブカードの前記プローブの位置を検出すると共に、前記ステージに保持された前記基板の前記電子デバイスの電極の位置を検出するアライメント動作を行い、前記電子デバイスの電極と前記プローブの相対位置を検出するアライメント機構と、を備え、
前記移動制御部は、前記アライメント機構の検出した前記相対位置に基づいて、検査する前記電子デバイスの電極を前記プローブに接触させるように前記移動機構を制御するプローバにおいて、
前記ステージにかかる荷重を測定するステージ荷重測定手段と、
測定した荷重が所定範囲外である時には、前記アライメント機構によるアライメント動作を起動する再アライメント起動手段と、を備えることを特徴とするプローバ。
【請求項２】
前記ステージ荷重測定手段は、
移動機構の少なくとも１つの移動軸の駆動モータの電流値を測定するモータ電流測定部と、
前記移動制御部が、前記少なくとも１つの移動軸の移動位置を維持するように制御した時の前記モータ電流測定部の測定した電流値から、前記移動機構の前記少なくとも１つの移動軸にかかる荷重を演算する電流−荷重演算部と、を備える請求項１に記載のプローバ。
【請求項３】
前記駆動モータは、リニアモータ、直流サーボモータ又は交流サーボモータのいずれかである請求項２に記載のプローバ。
【請求項４】
前記ステージ荷重測定手段は、
前記ステージを支持する部分に設けた圧力センサであり、前記ステージの基板載置面に垂直な方向の荷重を測定する請求項１に記載のプローバ。
【請求項５】
前記再アライメント起動手段は、電極に前記プローブに接触させた前記電子デバイスの検査が終了した時に、前記アライメント機構によるアライメント動作を起動する請求項１から４のいずれか１項に記載のプローバ。
【請求項６】
測定した荷重が所定範囲外であることを報知する警告手段を備える請求項１から５のいずれか１項に記載のプローバ。
【請求項７】
基板上の電子デバイスをテスタで検査をするために、プローバのプローブカードに設けられ、前記テスタの各端子に接続されるプローブを、ステージに保持された前記基板上の電子デバイスの電極に接触させるプロービング方法であって、
前記プローブカードの前記プローブの位置を検出すると共に、前記ステージに保持された前記基板の前記電子デバイスの電極の位置を検出するアライメント動作を行い、前記電子デバイスの電極と前記プローブの相対位置を検出し、
検出した前記相対位置に基づいて、検査する前記電子デバイスの電極を前記プローブに接触させるように移動させるプロービング方法において、
前記ステージにかかる荷重を測定し、
測定した荷重が所定範囲外である時には、前記アライメント機構によるアライメント動作を再起動する、ことを特徴とするプローバ。
【請求項８】
前記荷重は、
前記ステージを移動させる移動機構の少なくとも１つの移動軸の駆動モータを移動位置を維持するように制御した時の前記駆動モータの電流値を測定し、
測定した電流値から、前記移動機構の前記少なくとも１つの移動軸にかかる荷重を演算することにより得られる請求項７に記載のプロービング方法。
【請求項９】
前記駆動モータは、リニアモータ、直流サーボモータ又は交流サーボモータのいずれかである請求項８に記載のプロービング方法。
【請求項１０】
前記荷重は、
前記ステージを支持する部分に設けた圧力センサにより測定される前記ステージの基板載置面に垂直な方向の荷重である請求項７に記載のプロービング方法。
【請求項１１】
前記アライメント動作の再起動は、電極に前記プローブに接触させた前記電子デバイスの検査が終了した時に行われる請求項７から１０のいずれか１項に記載のプロービング方法。
【請求項１２】
測定した荷重が所定範囲外である時には、荷重が所定範囲外であることを報知する請求項７から１１のいずれか１項に記載のプロービング方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体ウエハなどの基板上に形成された半導体チップ（ダイ）、ＭＥＭＳなどの複数の電子デバイスの電気的な検査を行うために電子デバイスの電極をテスタに接続するプローバ及びプロービング方法に関する。以下、半導体ウエハ上に形成された電子デバイス（半導体チップ）を検査する場合を例として説明するが、本発明はこれに限定されるものではなく、基板上に形成されたＭＥＭＳやガラス基板上に形成された液晶パネル上の電子デバイスなどの電気的な検査を行うプローバ及びプロービング方法にも適用可能である。
【背景技術】
【０００２】
半導体製造工程では、薄い円板状の半導体ウエハに各種の処理を施して、電子デバイスをそれぞれ有する複数のチップ（ダイ）を形成する。各チップは電気的特性が検査され、その後ダイサーで切り離なされた後、リードフレームなどに固定されて組み立てられる。上記の電気的特性の検査は、プローバとテスタを利用して行われる。プローバは、ウエハをステージに固定し、各チップの電極パッドにプローブを接触させる。テスタは、プローブに接続される端子から、電源および各種の試験信号を供給し、チップの電極に出力される信号をテスタで解析して正常に動作するかを確認する。
【０００３】
電子デバイスは広い用途に使用されており、広い温度範囲で使用される。そのため、電子デバイスの検査を行う場合、例えば、室温（常温）、２００°Ｃのような高温、及び−５５°Ｃのような低温で、検査する必要があり、プローバにはこのような環境での検査が行えることが要求される。そこで、プローバにおいてウエハを保持するステージのウエハ載置面の下に、例えば、ヒータ機構、チラー機構、ヒートポンプ機構などのステージの表面の温度を変えるウエハ温度調整機構を設けて、ステージの上に保持されたウエハを加熱又は冷却することが行われる。
【０００４】
図１は、ウエハ温度調整機構を有するプローバを備えるウエハテストシステムの概略構成を示す図である。図示のように、プローバ１０は、基台１１と、その上に設けられた移動ベース１２と、Ｙ軸移動部１３と、Ｘ軸移動部１４と、Ｚ軸移動部１５と、Ｚ軸移動台１６と、θ回転部１７と、ステージ１８と、プローブの位置を検出する針位置合わせカメラ１９と、支柱２０及び２１と、ヘッドステージ２２と、図示していない支柱に設けられたウエハアライメントカメラ２３と、ヘッドステージ２２に設けられたカードホルダ２４と、カードホルダ２４に取り付けられるプローブカード２５と、ステージ移動制御部２７と、を有する。プローブカード２５には、カンチレバーやスプリングピンなどのプローブ２６が設けられる。移動ベース１２と、Ｙ軸移動部１３と、Ｘ軸移動部１４と、Ｚ軸移動部１５と、Ｚ軸移動台１６と、θ回転部１７は、ステージ１８を３軸方向及びＺ軸の回りに回転する移動・回転機構を構成し、ステージ移動制御部２７により制御される。移動・回転機構については広く知られているので、ここでは説明を省略する。プローブカード２５は、検査するデバイスの電極配置に応じて配置されたプローブ２６を有し、検査するデバイスに応じて交換される。
【０００５】
ステージ１８内には、ステージ１８の高温又は低温にするためのヒータ・冷却液路２８が設けられている。温度制御部２９は、ヒータ・冷却液路２８のヒータに供給する電力及び冷却液路に循環させる冷却液の温度を制御する。これにより、ステージ１８を高温から低温の間の所望の温度にすることができ、それに応じてステージ１８に保持されたウエハＷを所望の温度にして検査を行うことができる。なお、温度制御部２９は、ステージ１８の表面の近くに設けられた図示していない温度センサの検出した温度に基づいて制御を行う。
【０００６】
テスタ３０は、テスタ本体３１と、テスタ本体３１に設けられたコンタクトリング３２とを有する。プローブカード２５には各プローブに接続される端子が設けられており、コンタクトリング３２はこの端子に接触するように配置されたスプリングプローブを有する。テスタ本体３１は、図示していない支持機構により、プローバ１０に対して保持される。
【０００７】
検査を行う場合には、針位置合わせカメラ１９がプローブ２６の下に位置するように、Ｚ軸移動台１６を移動させ、針位置合わせカメラ１９でプローブ２６の先端位置を検出する。このプローブ２６の先端位置の検出は、プローブカードを交換した時にはかならず行う必要があり、プローブカードを交換しない時でも所定個数のチップを測定するごとに適宜行われる。次に、ステージ１８に検査するウエハＷを保持した状態で、ウエハＷがウエハアライメントカメラ２３の下に位置するように、Ｚ軸移動台１６を移動させ、ウエハＷ上の電子デバイスの電極パッドの位置を検出する。１チップのすべての電極パッドの位置を検出する必要はなく、いくつかの電極パッドの位置を検出すればよい。また、ウエハＷ上のすべてのチップの電極パッドを検出する必要はなく、いくつかのチップの電極パッドの位置が検出される。針位置合せカメラ１９とウエハアライメントカメラ２３の相対位置は、針位置合せカメラ１９でプローブ２６の先端位置を検出し、そのプローブを電極に接触させた針跡をウエハアライメントカメラ２３で検出するなどして、あらかじめ測定される。
【０００８】
図２は、電極パッドをプローブ２６に接触させる動作を説明するための図である。プローブ２６の位置及びウエハＷの位置を検出した後、チップの電極パッドの配列方向がプローブ２６の配列方向に一致するように、θ回転部１７によりステージ１８を回転する。そして、ウエハＷの検査するチップの電極パッドがプローブ２６の下に位置するように移動した後、ステージ１８を上昇させて、電極パッドをプローブ２６に接触させる。
【０００９】
プローブ２６は、バネ特性を有し、プローブの先端位置より接触点を上昇させることにより、電極に所定の接触圧で接触する。ウエハＷとプローブ２６の先端の配列面との傾き及びプローブ２６の先端位置のばらつきなどを考慮して、電極パッドとプローブ２６が確実に接触するように、プローブ２６の先端位置よる高い位置まで電極パッド、すなわちウエハＷの表面を上昇させている。これをオーバードライブと称し、検出したプローブ２６の先端位置からウエハＷの表面を更に上昇させる移動量をオーバードライブ量と称する。従って、すべてのプローブが所定の接触圧でウエハの電極に接触していれば、ステージ１８全体には、１本のプローブの接触圧にプローブ本数を乗じた接触圧力がかかる。近年は、スループットの向上のため、複数のダイを同時に検査するマルチプロービング処理が行われており、プローブの本数が数千本にもなる場合があり、そのような場合には、プローブカード２５及びステージ１８には全体として非常に大きな接触圧がかかる。
【００１０】
プローブの先端位置のバラツキは所定の範囲内になるように設定されており、針位置合わせカメラ１９で確認され、先端位置が所定の範囲外のプローブが存在する場合にはプローブカードは補修される。このようにプローブの先端位置が所定の範囲内にあるので、上記のように、電子デバイスの電極をプローブに接触させる時に、接触位置から更にオーバードライブ量だけウエハを上昇させることで、各プローブの電極との接触圧が所定の範囲内になると考えられてきた。
【００１１】
しかし、電子デバイスの微細化及び高集積化に応じて、電極部分も小さくなっており、高精度のアライメント精度及び高精度の移動制御が求められている。更に、電極部分の膜厚も薄くなる傾向にあり、接触圧の許容範囲も小さくなっている。特に、高温又は低温での検査を行う場合には、各部の温度が変化して移動機構の移動量などに誤差を生じるという問題を生じている。
【００１２】
そこで、特許文献１は、ステージ１８に近接して設けた針位置合わせカメラ１９がプローブ２６の下を通過する時にプローブ２６の画像を捕らえてプローブの位置を検出して、プローブ２６の位置変化を検出して補正することを記載している。
【００１３】
特許文献２は、プローブカードの温度及びプローブカードの接触圧の少なくとも一方を検出して、検出した値に基づいてステージの位置を補正することを記載している。圧力の検出は圧力センサを使用して行う。
【００１４】
特許文献３は、ステージの荷重を測定する圧力センサを設け、プローブとウエハとの接触により発生する荷重を測定して、オーバードライブ量を制御すること、言い換えればプローブ全体の電極に対する接触圧を一定にすることを記載している。
【００１５】
更に、特許文献４は、ステージの位置を検出するリニアエンコーダを設けて、オーバードライブ量と実際の変位量の差からプローブのウエハとの接触による沈み量を演算して接触圧を演算することを記載している。
【００１６】
【特許文献１】特開平１０−１９９９４２号公報
【特許文献２】特開平１１−１７６８９３号公報
【特許文献３】特開２００１−１１０８５７
【特許文献４】特開２００１−２２８２１２
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
上記のように、プローブと電子デバイスの電極との接触は、アライメント動作により検出されたプローブと電極の相対位置に基づいて行われる。しかし、ウエハＷを高温又は低温にして検査を行うためにステージ１８をすると、ウエハアライメントカメラ２３の取り付け部分やステージの移動機構なども温度が変化して伸縮するため、相対位置や移動位置に誤差が発生し、アライメント動作により決定した値に基づいて移動すると電極をプローブに正しく接触させることができないという問題が発生している。
【００１８】
このような問題を解決するため、検査を行う温度条件が安定するまで待機し、安定した状態でアライメント動作を行うことが考えられるが、温度条件が安定するまで待機する必要があり、スループットが低下するという問題が発生する。
【００１９】
また、プローバにおいて、テスト用ウエハを使用し、温度条件ごとに、プローブと電極との間の相対距離の測定時間に対する変化の関係を求め、その結果に基づいてアライメント動作を行う時間間隔を決定し、決定した時間間隔に応じて再アライメント動作を行っていたが、プローバの装置稼働率が必要以上に低下するためスループットが悪化し、更に再アライメントのための煩雑な作業が増加するという問題があった。
【００２０】
上記のように、引用文献２−４は、プローブと電極の接触圧を検出して所定の範囲内になるように制御することを記載しているが、再アライメント動作については何ら記載していない。温度変化による影響は、プローブと電極との接触圧の変化、すなわちステージの載置面に垂直な方向（Ｚ軸方向）だけでなく、他の方向の位置誤差に影響し、プローブの先端が電極の所定部分に接触しないという問題を生じるが、引用文献２−４は、このような問題については何ら記載していない。
【００２１】
本発明は、温度変化などにより再アライメントが必要になったことを適切に判定して、スループットを低下させることなく常に適切なプローブと電極の接触状態が維持できるプローバ及びプロービング方法の実現を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
上記目的を実現するため、本発明のプローバ及びプロービング方法は、ステージにかかる荷重を測定して、測定した荷重が所定範囲を超えている時に再アライメント動作を起動する。
【００２３】
すなわち、本発明のプローバは、基板上の電子デバイスをテスタで検査をするために、前記テスタの各端子を前記電子デバイスの電極に接続するプローバであって、前記電子デバイスの電極に接触して前記電極を前記テスタの端子に接続するプローブを有するプローブカードと、基板を保持するステージと、前記ステージを移動する移動機構と、前記移動機構を制御する移動制御部と、前記プローブカードの前記プローブの位置を検出すると共に、前記ステージに保持された前記基板の前記電子デバイスの電極の位置を検出するアライメント動作を行い、前記電子デバイスの電極と前記プローブの相対位置を検出するアライメント機構と、を備え、前記移動制御部は、前記アライメント機構の検出した前記相対位置に基づいて、検査する前記電子デバイスの電極を前記プローブに接触させるように前記移動機構を制御するプローバにおいて、前記ステージにかかる荷重を測定するステージ荷重測定手段と、測定した荷重が所定範囲外である時には、前記アライメント機構によるアライメント動作を起動する再アライメント起動手段と、を備えることを特徴とする。
【００２４】
また、本発明のプロービング方法は、基板上の電子デバイスをテスタで検査をするために、プローバのプローブカードに設けられ、前記テスタの各端子に接続されるプローブを、ステージに保持された前記基板上の電子デバイスの電極に接触させるプロービング方法であって、前記プローブカードの前記プローブの位置を検出すると共に、前記ステージに保持された前記ウエハの前記電子デバイスの電極の位置を検出するアライメント動作を行い、前記電子デバイスの電極と前記プローブの相対位置を検出し、検出した前記相対位置に基づいて、検査する前記電子デバイスの電極を前記プローブに接触させるように移動させるプロービング方法において、前記ステージにかかる荷重を測定し、測定した荷重が所定範囲外である時には、前記アライメント機構によるアライメント動作を再起動する、ことを特徴とする。
【００２５】
図３は、本発明のプローバ及びプロービング方法の基本構成を示すフローチャートである。図３に示すように、本発明によれば、ステップ１０１でアライメント動作を行い、ステップ１０２でアライメント動作の結果に基づいてプローブと電極を接触させる動作を行う。以上の動作は、従来の一般的なプローバにおけるプロービング動作と同じである。前述の特許文献２−４に記載された構成によれば、さらにステップ１０３でステージ荷重を測定する動作を行い、ステップ１０４で測定した荷重が所定範囲内であるかの判定を行う。範囲内であれば、ステップ１０３に戻り、検査動作を開始し、検査の間ステップ１０３と１０４を繰り返す。そして、特許文献２−４に記載された構成によれば、範囲外である時には、範囲内になるように移動機構によりステージをＺ軸方向に移動するフィードバック制御を行う。
【００２６】
これに対して、本発明では、ステップ１０４で測定した荷重が所定範囲外であると判定された時には、ステップ１０１に戻り再度アライメント動作を起動する。測定した荷重が所定範囲外になるということは、温度変化などにより再アライメント動作の必要な大きな変位が生じたと考えられるので、そのような場合にはアライメント動作を起動する。
【００２７】
測定する荷重の方向は、いろいろな方向が考えられるが、少なくともステージの載置面に垂直なＺ軸方向については測定することが望ましい。プローブが基板上の電極に接触することにより生じる接触圧は主としてＺ軸方向に生じるが、プローブの形状やプローブが接触する基板上の位置によってはＺ軸方向以外の荷重を発生するので、Ｚ軸方向に限らず他の方向、例えばＺ軸方向に垂直なＸ方向及びＹ方向、Ｚ軸の回りの回転（θ回転）荷重などを測定することが考えられる。ただし、Ｚ軸方向以外の荷重の発生がＺ軸方向に比べて小さい時には、Ｚ軸方向の荷重のみを測定してもよい。
【００２８】
Ｚ軸方向の荷重については、例えば、特許文献３に記載されたステージの支持部分に圧力センサを設けることにより測定できる。
【００２９】
リニアモータ、直流サーボモータ又は交流サーボモータなどを移動機構の駆動モータとして使用した場合、エンコーダやスケールの値などに基づいて位置を維持する制御を行った場合、モータ軸にかかる荷重はモータ電流に比例しており、測定したモータ電流から荷重を演算することが可能である。モータ電流の測定は簡単な回路で行うことが可能であり、この構成を使用すれば、低コストでＺ軸以外のＸ軸、Ｙ軸、θ回転軸についての荷重を測定できる。
【００３０】
荷重の測定は、電極をプローブに接触させる時に行うと共に、検査動作を行っている状態でも行う。検査を行っている途中で荷重が所定範囲を超えたことが検出された時には、電極にプローブに接触させた電子デバイスの検査が終了した時に、再アライメント動作を起動する。再アライメント動作の起動は、自動的に行っても、オペレータに測定した荷重が所定範囲外であることを報知して、オペレータの指示に応じて行ってもよい。
【発明の効果】
【００３１】
本発明によれば、荷重の変化を監視して、再アライメントが必要になったことを荷重の変化で適切に判定して再アライメント動作を起動するので、スループットを低下させることなくプローブと電極の接触状態を常に適切な状態に維持できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
本発明の実施例のプローバは、図１に示したウエハテストシステムで使用される。
【００３３】
図４は、実施例のプローバのステージ１８及びその移動機構に関係する部分の構成を示す図である。図３に示すように、カードホルダ（図示せず）に保持されたプローブカード２５にはプローブ２６が、ステージ１８に保持されたウエハＷに対向するように設けられている。図１に示すように、ステージ１８にはヒータ・冷却液路２８が設けられているが図示は省略している。ステージ１８は、θ回転部１７に支持され、Ｚ軸の回りに回転可能である。θ回転部１７及び針位置合わせカメラ１９は、Ｚ軸移動台１６に支持され、Ｚ軸移動部１５によりＺ軸方向（上下方向）に移動可能である。
【００３４】
Ｚ軸移動部１５では、Ｘ軸移動台４７に設けられた摺動ベース４２に対してＺ軸方向に摺動可能に支持された摺動部材４１に取り付けられている。摺動部材４１の底板４３には、ボールネジのナット部４４が取り付けられている。ボールネジ４５は、Ｚ軸移動台１６の軸受（図示せず）と、Ｘ軸移動台４７の軸受４６に支持され、Ｘ軸移動台４７に設けられたＺ軸モータ４８により回転される。ボールネジ４５が回転すると、その回転方向に応じてＺ軸移動台１６がＺ軸方向に移動する。
【００３５】
Ｘ軸移動部１４では、Ｙ移動台５８上に、２つの側板５０と、摺動ベース５１が設けられている。Ｘ軸移動台４７の下に設けた摺動部材５２は、摺動ベース５１に対してＸ軸方向に摺動可能に支持されており、Ｘ軸移動台４７はＸ軸方向に移動可能である。２つの側板５０の軸受（一方のみ図示）５６にはボールネジ５５が支持されており、側板５０に設けられたＸ軸モータ５７により回転される。Ｘ軸移動台４７の下には、支持板５３が設けられ、支持板５３にはボールネジ５５のナット部５４が取り付けられている。ボールネジ５５が回転すると、その回転方向に応じてＸ軸移動台４７がＸ軸方向に移動する。
【００３６】
更に、Ｚ軸モータ４８を駆動するＺ軸モータ駆動部６１と、Ｘ軸モータ５７を駆動するＸ軸モータ駆動部６４と、が設けられている。
【００３７】
ここでは、Ｚ軸移動機構とＸ軸移動機構のみを示したが、Ｙ軸移動部１３にも同様の機構が設けられており、θ回転部１７にはモータによりＺ軸の回りにステージ１８を回転する機構が設けられており、それぞれの駆動モータを駆動する駆動部が設けられている。以上の構成は、従来例と同じである。
【００３８】
本実施例では、駆動モータ４８及び５７は、リニアモータである。リニアモータは、モータの荷重と電流値、すなわちトルクと電流値が対応するため、電流値を測定することにより、モータの荷重が測定できる。このようにトルクと電流値が対応するモータ、例えば直流サーボモータや交流サーボモータをリニアモータの代わりに使用することもできる。従って、トルクと電流値が対応しないステッピングモータは使用できない。
【００３９】
各駆動モータにはエンコーダが設けられ、回転量が制御できるようになっている。更に、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸については、それぞれリニアスケールが設けられ、リニアスケールの値を読み取って位置制御ができるようになっている。なお、θ回転軸についても回転量を検出するスケールを設けて回転量が制御できるようになっている。
【００４０】
本実施例では、Ｚ軸、Ｘ軸、Ｙ軸及びθ回転軸のそれぞれの駆動モータの電流を測定し、測定値から荷重を演算する演算部を設けている。図４に示すように、Ｚ軸モータ駆動部６１におけるＺ軸モータ４８の駆動信号の電流を測定するＺ軸電流測定部６２と、測定した電流から荷重を演算する電流−荷重演算部６３と、Ｘ軸モータ駆動部６４におけるＸ軸モータ５７の駆動信号の電流を測定するＸ軸電流測定部６５と、測定した電流から荷重を演算する電流−荷重演算部６６と、が設けられている。電流−荷重演算部６３及び６６で演算されたＺ軸及びＸ軸の荷重データは制御部７０に送られる。制御部７０は、プローバ全体の制御を行い、図１のステージ移動制御部２７を有し、コンピュータにより実現される。また、表示部７１が設けられ、制御部７０からオペレータに対する表示が行える。なお、ここでは、Ｚ軸とＸ軸の荷重を演算する部分についてのみ図示したが、Ｙ軸及びθ回転軸についても電流測定部と電流−荷重演算部が設けられている。
【００４１】
図５は、実施例のプローバにおいて、ウエハの検査する半導体チップの電極をプローブに接触させ、各軸の荷重を測定して必要に応じて再アライメント動作を起動する制御部７０の制御動作を示すフローチャートである。
【００４２】
ステップ２０１では、アライメント動作を行って、検査する半導体チップの電極とプローブ２６との相対位置を検出する。
【００４３】
ステップ２０２では、アライメント動作の結果に基づいて、Ｘ軸、Ｙ軸及びθ回転移動機構を制御して、電極がプローブの下に位置するようにステージを移動する。移動量の制御は、エンコーダ及びリニアスケールなどを利用して行われる。
【００４４】
ステップ２０３では、Ｘ軸、Ｙ軸及びθ回転の駆動モータを保持モードに切り換える。保持モードでは、移動した位置を維持する動作が行われ、リニアスケールなどを監視して、移動した位置、すなわちスケールの値が変化しないように制御が行われる。
【００４５】
ステップ２０４では、Ｚ軸の駆動モータを制御して、所定のオーバードライブ量になるようにステージを移動する。
【００４６】
ステップ２０５では、Ｚ軸の駆動モータを保持モードに切り換える。上記のように、所定のオーバードライブ量になるようにステージをＺ軸方向に移動しており、プローブが電極に接触して撓んでいるので、接触圧が生じており、Ｚ軸方向の位置を維持するにはある程度のトルクを発生する必要があり、Ｚ軸モータに電流を流す必要がある。
【００４７】
ステップ２０６では、Ｚ軸の駆動モータの電流値を測定する。
【００４８】
ステップ２０７では、測定した電流値からＺ軸の荷重を演算する。ここで演算されたＺ軸の荷重はプローブの電極との接触圧に対応する。
【００４９】
ステップ２０８では、演算した荷重があらかじめ設定された所定の範囲内であるかを判定する。
【００５０】
もし、範囲外であればステップ２１８に進み、範囲内であればステップ２０９に進む。
【００５１】
ステップ２０９では、Ｘ軸の駆動モータの電流値を測定する。
【００５２】
ステップ２１０では、測定した電流値からＸ軸の荷重を演算する。
【００５３】
ステップ２１１では、演算したＸ軸方向の荷重があらかじめ設定された所定の範囲内であるかを判定する。
【００５４】
もし、範囲外であればステップ２１８に進み、範囲内であればステップ２１２に進む。
【００５５】
ステップ２１２では、Ｙ軸の駆動モータの電流値を測定する。
【００５６】
ステップ２１３では、測定した電流値からＹ軸の荷重を演算する。
【００５７】
ステップ２１４では、演算したＹ軸方向の荷重があらかじめ設定された所定の範囲内であるかを判定する。
【００５８】
もし、範囲外であればステップ２１８に進み、範囲内であればステップ２１５に進む。
【００５９】
ステップ２１５では、θ回転軸の駆動モータの電流値を測定する。
【００６０】
ステップ２１６では、測定した電流値からθ回転軸の荷重を演算する。
【００６１】
ステップ２１７では、演算したθ回転軸方向の荷重があらかじめ設定された所定の範囲内であるかを判定する。
【００６２】
もし、範囲外であればステップ２１８に進み、範囲内であればステップ２０６に戻る。ステップ２０６に戻った場合は、各軸の荷重がすべて正常であるということであり、検査を開始する。そして、検査の間ステップ２０６から２１７を繰り返し、荷重が所定範囲を超えないかを監視する。
【００６３】
ステップ２１８では、荷重が所定範囲を超えたこと、所定範囲を超えた軸などに関する情報を表示すると共に、オペレータに直ちに再アライメント動作を行う場合には指示を行うように表示し、ステップ２１９に進む。
【００６４】
ステップ２１９では、検査中であるかを判定する。ここでは、たとえ荷重が所定範囲を超えても検査を中断して直ちに再アライメント動作を行うことはせず、検査が終了した後再アライメント動作を行う。そこで、検査中でなければ、ステップ２０１に戻って再度アライメント動作を行い、検査中であれば、ステップ２１８に戻って警告を表示する。なお、ステップ２１８に戻るのではなく、ステップ２０６に戻るようにしてもよい。これにより、荷重の更なる変化を監視することができる。
【００６５】
以上、本発明の実施例を説明した、各種の変形例が可能であるのはいうまでもない。例えば、実施例では、Ｚ軸、Ｘ軸、Ｙ軸及びθ回転軸について荷重を測定して範囲内であるか監視したが、プローブの形状などから、Ｚ軸に比べて他の軸の荷重の変化が無視できるほど小さく、位置誤差などへの影響も小さい場合には、Ｚ軸についてのみ荷重を測定して監視するようにしてもよい。
【００６６】
また、実施例では、駆動モータの電流値を測定して荷重を演算したが、他の方法で荷重を測定することも可能である。例えば、特許文献３に記載されたように、ステージを支持する部分に設けた圧力センサでＺ軸方向の荷重を測定することも可能である。ただし、圧力センサは、電流測定回路に比べて高価であり、ステージの剛性を維持しながら圧力センサを設けるのは難しく、設置機構が複雑である。
【００６７】
更に、実施例では、検査中に荷重が所定範囲を超えてもプローブが電極に接触している電子デバイスの検査が終了するまで待って再アライメント動作を行うかオペレータの指示があった時に再アライメント動作を行ったが、例えば、荷重が所定範囲を超えると直ちに再アライメント動作を行ったり、検査中のウエハのすべての電子デバイスの検査が終了してから再アライメント動作を行うようにしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００６８】
本発明は、プローバであればどのようなプローバにも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】プローバとテスタでウエハ上のチップを検査するシステムの基本構成を示す図である。
【図２】電極パッドをプローブに接触させる動作を説明する図である。
【図３】本発明のプローバ及びプロービング方法の基本構成を示すフローチャートである。
【図４】本発明の実施例のプローバのステージ及びその移動機構に関係する部分の構成を示す図である。
【図５】実施例のプローバにおいて、半導体チップの電極をプローブに接触させ、検査の間接触状態を維持する制御動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００７０】
１３    Ｙ軸移動部
１４    Ｘ軸移動部
１５    Ｚ軸移動部
１６    Ｚ軸移動台
１７    θ回転部
１８    ステージ
１９    針位置合わせカメラ
２３    ウエハアライメントカメラ
２５    プローブカード
２６    プローブ
２７    ステージ移動制御部
４８    Ｚ軸モータ
５７    Ｘ軸モータ
６１    Ｚ軸モータ駆動部
６２    Ｚ軸電流測定部
６３、６６    電流−荷重演算部
６４    Ｘ軸モータ駆動部
６５    Ｘ軸電流測定部
７０    制御部
Ｗ    ウエハ
【図１】
2007324189.tif 000003
【図２】
2007324189.tif 000004
【図３】
2007324189.tif 000005
【図４】
2007324189.tif 000006
【図５】
2007324189.tif 000007